劉丹

摘 要：隨著市政項(xiàng)目不斷增加，對于市政項(xiàng)目的相關(guān)要求也在不斷增加。要想市政項(xiàng)目可以最大化的發(fā)揮其應(yīng)有的作用，那么對其質(zhì)量就要提出更高的要求。本文將會(huì)對預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具體使用來進(jìn)行闡述。首先，以工程實(shí)例講解的方式進(jìn)行技術(shù)措施的詳細(xì)描述，保證內(nèi)容的指導(dǎo)性更強(qiáng)。其次，分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案配置要點(diǎn)，而后是預(yù)應(yīng)力水池結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算環(huán)節(jié)，包括的內(nèi)容如預(yù)應(yīng)力損失分析、計(jì)算內(nèi)力、構(gòu)造設(shè)計(jì)等。同時(shí)還會(huì)闡述水池預(yù)應(yīng)力施工要點(diǎn)以及對預(yù)應(yīng)力在特種結(jié)構(gòu)中的使用。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力技術(shù);市政污水廠;水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用

1 前言

環(huán)向預(yù)應(yīng)力技術(shù)在目前的市政污水廠圓形水池結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用已經(jīng)逐漸被認(rèn)可。如今經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，各行各業(yè)都如火如荼的發(fā)展，因?yàn)榘l(fā)展帶來的污水也越來越多，因此，為了保護(hù)環(huán)境，減少污水的排放，污水處理廠數(shù)量便急劇上升。環(huán)向預(yù)應(yīng)力技術(shù)在污水處理廠建設(shè)中起到很大的作用，因此要對該項(xiàng)技術(shù)著重進(jìn)行推廣。因?yàn)楝F(xiàn)在很多的處理廠沉淀池基本上都是以圓形為主，水池高度一般不打，所以在水池池壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)候，要進(jìn)行綜合考慮。

2 工程概況

為保證技術(shù)應(yīng)用解析內(nèi)容更加詳細(xì)、充分，本文以某污水處理廠一期工程項(xiàng)目建設(shè)為例。首先，這個(gè)污水處理廠的近期與遠(yuǎn)期的日處理污水量為4萬t/d、55萬t/d，污水的第一個(gè)處理環(huán)節(jié)，即初沉池與二沉池主要有兩個(gè)部分組成，分別為內(nèi)外兩個(gè)，這兩個(gè)沉淀池的形狀都是圓形的。初沉池的內(nèi)徑是53m，內(nèi)池的內(nèi)徑是25m，但是地下和地下的內(nèi)徑分別為1.3m和3.5m，其中高度為5m。這個(gè)污水處理池是屬于半地下室結(jié)構(gòu)，而且是沒有蓋子的。水池池壁厚度、底板壁厚、壁高、外池的壁厚以及水池的地板厚度分別為0.25m、0.45m、5.0m、0.4m和0.8m，其中池內(nèi)的水深為4.6m。而且污水處理池外池池壁利用C40混凝土，底板利用C30混凝土，內(nèi)池池壁也利用C30混凝土。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案配置

分段張拉無粘結(jié)繞絲法以及預(yù)應(yīng)力法在目前污水廠在進(jìn)行水池設(shè)計(jì)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)采用的方法，而且這也凸顯了在實(shí)際應(yīng)用中施加環(huán)向的預(yù)應(yīng)力技術(shù)方法的優(yōu)良效果，因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際的建設(shè)場地環(huán)境與預(yù)算進(jìn)行選擇。而且，現(xiàn)在我國絕大多數(shù)的污水處理廠一般都會(huì)從這兩種方法中選擇一種施加環(huán)向預(yù)應(yīng)力。

值得注意的是，由于分段張拉無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與繞絲法的材料使用是不一樣的，所以在施工的過程當(dāng)中要注意各自的步驟和順序。實(shí)際應(yīng)用的過程中，必須要依據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境與各類影響因素做出一個(gè)最為正確的判斷。本文中的市政污水廠施工項(xiàng)目出于對安全、節(jié)約、先進(jìn)性等方面的考慮，最后結(jié)合兩種預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)方法的特點(diǎn)，選擇了分段張拉無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力法。

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋可以在很大程度上提高分段張拉無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)價(jià)值，通過現(xiàn)在的工程實(shí)踐來看，預(yù)應(yīng)力筋是不是很合適以及張拉工藝是不是合適和錨具對應(yīng)的合不合適等都會(huì)對張拉效果呈現(xiàn)產(chǎn)生一定的影響。而且，通過對比可以很容易發(fā)現(xiàn)，把低松弛無粘結(jié)鋼絞線施工技術(shù)應(yīng)用到該工程項(xiàng)目當(dāng)中，可以讓施工效果變的更好，因?yàn)檫@樣可以使張拉錨具更好的被控制。同時(shí)，應(yīng)力松弛率也大幅降低。因此從整個(gè)技術(shù)操作效果上看，預(yù)應(yīng)力筋的使用量得到減少后，混凝土的抗裂度等都得到了較大的提升。

4 預(yù)應(yīng)力水池結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算

Ⅰ類錨具是在這次工程項(xiàng)目使用的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線輔助工具，Ⅰ類錨具對使用場景要求相對較低，而且Ⅰ類錨具功能發(fā)揮也非常的穩(wěn)定。Ⅰ類錨具可以很好的應(yīng)用到無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，而且即使是大型的水池結(jié)構(gòu)也能夠獲得比較理想的操作效果。同時(shí)，在這個(gè)工程中無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線是由7φ5高強(qiáng)鋼絲組成的，這種鋼絞線韌性好非常的結(jié)實(shí)且比較耐用，可以獲得較好的使用效果與壽命，同時(shí)為了讓其使用過程中可以有效抵擋那些水分、混凝土對其造成的氧化，可以在其表面進(jìn)行潤滑油涂抹，同時(shí)進(jìn)行套管設(shè)置，讓其預(yù)應(yīng)力筋的作用可以更為全面的發(fā)揮。但是需要注意的一點(diǎn)是，這種形式的預(yù)應(yīng)力筋不可以與混凝土進(jìn)行粘接處理，因?yàn)閺埨倪^程中會(huì)出現(xiàn)較為明顯的摩擦損失問題，同時(shí)建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)受到影響，故想要獲得較好的使用效果與施工質(zhì)量，必須要選擇XMI5-3錨具對預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行張拉處理。

4.1 預(yù)應(yīng)力損失分析

在對預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行考慮、計(jì)算時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面入手：

4.1.1 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮、張拉斷錨具變形的預(yù)應(yīng)力損失

卸荷要在張拉都已經(jīng)完成才可以進(jìn)行，這個(gè)時(shí)候，預(yù)應(yīng)力筋便會(huì)在一定程度上出現(xiàn)內(nèi)縮，預(yù)應(yīng)力損失自然而然也就會(huì)出現(xiàn)。千斤頂是這個(gè)工程在進(jìn)行張拉時(shí)采用的工具來對內(nèi)縮值進(jìn)行干預(yù)，為了最大限度降低內(nèi)縮值還進(jìn)行池壁環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋錨固交錯(cuò)位置設(shè)置，如此一來，內(nèi)宿值可以得到50%的降低幅度。

4.1.2 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋導(dǎo)致的摩擦損失

因?yàn)樵撐鬯幚韽S的水池形狀是圓形的，所以如果從整體上看，水池預(yù)應(yīng)力筋形狀便呈現(xiàn)曲線形狀。而且還是順著污水池的外壁來展開環(huán)向設(shè)置，同時(shí)還要根據(jù)污水池的弧度以及弧線長度來進(jìn)行相關(guān)操作。因此，在具體的施工過程當(dāng)中，便會(huì)自然而然的出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋、池壁的摩擦損失的問題。而且，如果摩擦系數(shù)比較大的話，那么造成的摩擦損失的程度也會(huì)變大。池壁預(yù)應(yīng)力筋的基本上是上下兩排環(huán)向的，為了讓張拉的效果達(dá)到最佳的狀態(tài)，環(huán)向交錯(cuò)的設(shè)置便必不可少。

4.1.3無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋引起的應(yīng)力松弛損失

鋼筋種類與松弛等級在很大程度上會(huì)影響到預(yù)應(yīng)力筋松弛度，為了最大程度的避免因?yàn)闊o粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋造成的松弛而帶來的不必要損失，本工程將會(huì)利用超張拉程序來開展張拉操作。

4.1.4 混凝土收縮徐變導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力損失

混凝土收縮徐變在一定程度上也會(huì)使得預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)損失，因此，在工程進(jìn)行實(shí)際施工的時(shí)候，一定要把相應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，讓數(shù)值可以降到一定系數(shù)，從而最大限度的減少應(yīng)力筋損失。

4.1.5 彈性壓縮導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力損失

對分批張拉操作進(jìn)行方法操作時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)較為明顯的彈性壓縮，同時(shí)完成張拉操作后，及時(shí)的把無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用上，這樣之前張拉的預(yù)應(yīng)力筋的性能便會(huì)出現(xiàn)一些變化，這個(gè)時(shí)候預(yù)應(yīng)力損失也會(huì)在一定程度上得到控制，還有可能讓預(yù)應(yīng)力損失的情況不在出現(xiàn)。因此，在實(shí)際的施工中，相關(guān)技術(shù)人員要先對后批預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行的張拉操作，然后在進(jìn)行先批預(yù)應(yīng)力筋的張拉操作，盡可能的做到讓二者的張拉施工都可以取得較好的效果。

4.2 計(jì)算內(nèi)力

實(shí)際的水池池壁施工過程中，很可能出現(xiàn)水池壁裂縫問題，因此為了防止此類問題的出現(xiàn)，必須要在不利荷載組合的作用之下進(jìn)行配筋的合理設(shè)置。同時(shí)，根據(jù)規(guī)定，在對水池池壁無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行計(jì)算時(shí)，必須要對以下幾類荷載組合進(jìn)行科學(xué)考慮：

首先，保證施工階段的水池內(nèi)不可以有水，同時(shí)池外不可有土層分布。其次，試水階段，池內(nèi)必須要有水，但是池外不可沒有土。試水與試用必須要保證一致性。最后，檢修、功能審查等階段的工作必須要與施工階段的作業(yè)操作具備一定的一致性。

4.3 構(gòu)造設(shè)計(jì)

4.3.1 錨固肋設(shè)置

如果能夠把預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)的損失降到最低，那么對之后的施工會(huì)有很大的利處，而且對分段張拉與錨固預(yù)應(yīng)力筋也有益。同時(shí)，5根扶壁柱要進(jìn)行合理科學(xué)的進(jìn)行位置設(shè)置以滿足施工相關(guān)要求和規(guī)定。

4.3.2 池壁與底板鏈接

對污水池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要對豎向彎矩作用進(jìn)行考慮，盡量可以通過施工技術(shù)操作，將豎向彎矩可能對底板造成的影響降低到最低，同時(shí)盡量使用杯槽式柔性連接，底板的周圍還要進(jìn)行槽口澆筑設(shè)置，但是澆筑操作必須要在張拉之后。同時(shí)，還要注意不能讓水池壁根部有滲水的問題，要對槽口與池壁間的縫隙做好封閉。只有這樣才能夠更好實(shí)現(xiàn)水泥砂漿與混凝土的粘結(jié)。這個(gè)時(shí)候，拉端一定要固定在池壁的扶壁柱上，然后張拉，之后在開始扶壁柱錨固。最后一步便可以用混凝土封堵。

5 水池預(yù)應(yīng)力施工

5.1 預(yù)應(yīng)力筋敷設(shè)

采用下料方式來鋪設(shè)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，這種施工效果相對比較好。但是，在進(jìn)行鋪設(shè)的時(shí)候一定要按照施工圖紙中下料的長度計(jì)算，讓鋪設(shè)質(zhì)量能夠達(dá)到施工要求。同時(shí)，在鋪設(shè)的時(shí)候還要注意水平度，這個(gè)時(shí)候便要利用水平儀，在每個(gè)預(yù)應(yīng)力點(diǎn)的位置做相應(yīng)的標(biāo)記，同時(shí)還要設(shè)置配筋的根數(shù)，還要將配筋進(jìn)行分束，在鋼筋都定位好以后，一定要把鋼筋牢固捆扎。

5.2 預(yù)應(yīng)力筋張拉

對于執(zhí)行預(yù)應(yīng)力筋張拉的具體使用操作時(shí)采用雙控手段，即張拉操作是采用控制的方法進(jìn)行的，并展開無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的伸長操作，這便是我們所說的雙控手段。這種雙控手段可以讓施工效果變的更好。但是在實(shí)際操作中，對材料混凝土試驗(yàn)值有著嚴(yán)格的要求，必須要達(dá)到一定強(qiáng)度，只有材料混凝土試驗(yàn)值符合要求以后才可進(jìn)行無粘結(jié)應(yīng)力張拉操作。同時(shí)，還要在應(yīng)力的時(shí)候，當(dāng)完成預(yù)應(yīng)力筋的張拉操作后，要對水池池壁以及錨固肋端部展開檢查，看看有沒有裂縫，把相關(guān)的信息進(jìn)行記錄。

本工程項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力鋼絞線設(shè)置主要是采用自下而上的形式，然后順著污水池池壁四周對錨固肋展開設(shè)置，一般把數(shù)量控制在5～6個(gè)。而且利用120°張拉，將3組鋼絞線在池壁四周不同的位置進(jìn)行設(shè)置，這便形成了封閉的圓形應(yīng)力。

6 預(yù)應(yīng)力在特種結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

像市政污水廠這類的特征結(jié)構(gòu)，因?yàn)橛刑厥獾挠猛荆虼舜嬖诤芏喾较虻睦鞈?yīng)力，同時(shí)使用功能層面也存在很多的需求，如較強(qiáng)的抗裂性、抗震性、風(fēng)力等，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工的過程有很多難題，具備一定的挑戰(zhàn)性。其中，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)操作可讓這些難題得到更為徹底的解決，不僅可以為結(jié)構(gòu)性能提供保證，還可以有效縮小橫截面尺寸，這有助于縮減混凝土、鋼筋等各種材料的使用量，節(jié)約建設(shè)成本。同時(shí)，這可有效解決鋼材量增加設(shè)置，但是仍然不能讓裂縫寬度得到滿足的問題。大箍筋力結(jié)構(gòu)，如一些池塘、消化池、污水處理池等，由于形狀的原因，混凝土的預(yù)應(yīng)力會(huì)將由徑向引起的應(yīng)力進(jìn)行消除，以達(dá)到裂紋預(yù)防的目的，同時(shí)，這種方式還可讓結(jié)構(gòu)的防滲與防水性能得到有效提升。這種優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性能在市政污水處理廠水池這種圓形的筒狀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工獲得更好的效果。同時(shí)，嚴(yán)格限制核電廠預(yù)應(yīng)力混凝土圍護(hù)結(jié)構(gòu)不僅僅是環(huán)梁，還有垂直梁與彎梁，所以，在實(shí)際的施工中必須對結(jié)構(gòu)的安全與可靠性進(jìn)行全面保證，而預(yù)應(yīng)力技術(shù)則可以讓這些要求得到高水平滿足。隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)與革新，相信此種技術(shù)的變形將會(huì)更多，滿足更多形式與特殊要求的工程項(xiàng)目要求，設(shè)計(jì)與施工技術(shù)人員在實(shí)際的操作過程中必須要結(jié)合工程項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際進(jìn)行科學(xué)的方法選擇與對應(yīng)，保證其施工效果達(dá)到預(yù)設(shè)要求，并未施工企業(yè)節(jié)省更多的成本，獲取更多的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

7 結(jié)語

本文的市政污水池工程項(xiàng)目在對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋技術(shù)進(jìn)行操作時(shí)，需要注意的一點(diǎn)是與普通設(shè)計(jì)方法相比，這種設(shè)計(jì)與施工手法可以讓預(yù)應(yīng)力作用下的水池池壁剛度更好、強(qiáng)度更高，讓施工技術(shù)人員在應(yīng)用中獲得更好的效果。同時(shí)，需要注意的一點(diǎn)是鋼絞線低松弛無粘結(jié)技術(shù)方法在水池池壁的施工上可以讓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與彈性更好，獲得較好的好應(yīng)用效果同時(shí)，還可以讓工程承擔(dān)的成本得到縮減。

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